Leidse studenten brengen Melkweg in kaart
De Leidse sterrenkundestudenten Isabel van Vledder en Dieuwertje van der Vlugt hebben de hele Melkweg in kaart gebracht door dwergsterren te tellen. Het resultaat is het meest complete model voor de verdeling van dit soort sterren. Hun onderzoek is gepubliceerd in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Isabel van Vledder (21)
Opbouw van de Melkweg
De Melkweg bestaat uit een relatief platte schijf met dicht op elkaar staande heldere sterren en daaromheen een halo, een bol van sterren met een veel lagere dichtheid. Sterrenkundigen denken dat de halo het restant is van de eerste sterrenstelseltjes die ooit zijn samengesmolten om de Melkweg te vormen.
Sterren tellen
Om de Melkweg in kaart te brengen, telden Isabel en Dieuwertje in plaats van heldere sterren 274 dwergsterren. De Hubble-ruimtelescoop nam deze dwergsterren per toeval waar, terwijl die op zoek was naar de verste sterrenstelsels uit het vroege heelal.
Dwergsterren
Dwergsterren zijn ondermaatse sterren, vaak zonder waterstoffusie, die zo koud en lichtzwak zijn dat ze alleen te zien zijn met nabij-infraroodcamera’s. Isabel: ‘Sterrenkundigen nemen aan dat er heel veel van dit soort sterren zijn. Dat maakt ze eigenlijk heel geschikt om de Melkweg in kaart te brengen, ook al zijn ze zo moeilijk te vinden.’
3 Rekenmodellen
De studenten legden gegevens van de 274 dwergen naast drie dichtheidsmodellen waarmee astronomen de platte schijf of de halo beschrijven. Om te berekenen welk model het beste de structuur van de Melkweg beschrijft, pasten ze vervolgens de Markov Chain Monte Carlo-methode toe.
Dieuwertje: ‘Je laat een rekenprogramma van iedere parameter van je model alle mogelijke waarden langslopen, alsof je heel veel mensen in een diepe kuil naar het laagste punt laat zoeken. Vervolgens stelt het programma vast welke waarde het beste met de data overeenkomt.’
Perfecte match
Het model dat zowel de schijf als de halo beschrijft, bleek de perfecte match te zijn. Hiermee konden Isabel en Dieuwertje uit de posities van de 274 dwergen het bestaan van 58 miljard dwergen afleiden. En het leverde een nauwkeurige schatting op van het aantal dwergsterren in de halo. De studenten kwamen uit op 7 procent: een hoger percentage dan tot nu toe was berekend.
Toekomstig onderzoek
De resultaten van de studenten zijn belangrijk voor toekomstig onderzoek met de Euclid-ruimtetelescoop van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Net als Hubble gaat Euclid nabij-infraroodopnames maken van de hele hemel. De studenten verwachten dat de Euclid-waarnemingen een nog nauwkeuriger beeld van de Melkweg zullen opleveren. Isabel: ‘Met ons onderzoek kunnen sterrenkundigen nu beter inschatten of ze te maken hebben met een ver sterrenstelsel of met een dwergster uit ons eigen melkwegstelsel.’
Onderzoek tijdens de bacheloropleiding
Isabel en Dieuwertje deden het onderzoek voor hun bacheloropleiding Sterrenkunde aan de Universiteit Leiden. Ze werkten onder supervisie van de Leidse sterrenkundigen Benne Holwerda, Matthew Kenworthy en Rychard Bouwens.